Способ измерения реактивной мощности и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01R21/06 

Р U sin (at +q) I sinQt e HmLn cos ц, - . cos (2 nt -Kf),

где U sin (Qt + u) - входной сигнал

напряжения (фиг. I а);

1 sin Qt - входной сигнал

тока (фиг. б) ,

выделяют переменную составляющую

Ь cos (2Qt + if) (фиг. 1 в), затем усредняют выделенную переменную составляющую с момента перехода чере нуль, например, тока контролируемой

цепи в течение времени tu,

Т 1Ј

, т.е. преобразование 2 Я

дит по закону

I if г о

Q Т/4 ( % cos (2cit +tf)dtДелаем замену:

х , dx - 2Qdt, dt

dx

20.

Тогда пределы интегрирования:

1- Ч.

2П :

2Qt (j - - 2 tt - 27 - 2 if .

0

5

Q

5

0

45

50

55

Если знак угла Cf положителен, то формируемый постоянный уровень напряжения имеет отрицательную полярность, а если угол IP отрицателен - положительную.

Интервал t может быть просто сфор мирован и без информации о величинах IP и 3. . Для этого необходимо начать интервал усреднения в момент перехода одного входного сигнала через нуль в одном направлении до момента перехода через нуль другого входного сигнала в противоположном направлении, например с момента перехода сигнала тока через нуль от минуса к плюсу до ближайшего следующего момента перехода сигнала напряжения через нуль от плюса к минусу. Усреднение сформированных импульсов (заштрихованные участки косинусоиды на фиг. 1в) дает искомый результат.

Устройство, реализующее способ (фиг. 2), содержит множительный блок 1, первый фильтр 2 нижних частот, инвертор 3, сумматор 4, ключ 5, второй фильтр 6 нижних частот, блок 7 управления ключом, состоящий из первого 8 и второго 9 формирогателей, логического блока 10, причем входы множительного блока 1 соединены с входными шинами, а выход подключен к входу пер вого фильтра 2 нижних частот, выход которого соединен с первой выходной шиной, вход первого фильтра 2 нижних частот соединен с первым входом сумматора 4, а выход - с входом инвертора 3, выход которого соединен с вторым входом сумматора 4, выход которого соединен с сигнальным входом ключа 5, выход которого соединен с входом второго фильтра 6 нижних частот, выход которого соединен с второй вы51

ходком шиной. входы формирователем 8

и 9 1 оедши-ны с соответствующими нход мыми шинами, ,) выходы - г входами логического блока 10, выход которого соединен с управляющим входом ключа S.

Угтроиство работает следующим образом .

При подаче на входные шины сигналов, пропорциональных соответственно мгновенным значениям тока и напряжени в контролируемой сети, на выходе множительного блока : появляется сигнал, пропорциональный мгновенной мспчности. Этот сигнал поступает на фильтр 2 ниж них частот. На выходе сЬильтра 2 сигнал пропорционален значению активной Umlm

мощности

г- cos (j в контролируемой

pa 2

нижних частот, пропорциональный ,ы тинной мощности контролируемой сети, благодаря чему предложенное устройство может быть использовано в ка- че(тве совмещенного преобразователя активной и реактивной мощности.

Изобретение дает возможность проводить измерения реактивной мощности в широком диапазоне частот в однофазных, а также в трехфазных сетях, при симметричной и несимметричной системах напряжений и токов. При этом асим метрия трехфазной системы напряжений и токов и изменение частоты в сети не вносят погрешности в процесс измерения .

рмула изобретения

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано в измерительных преобразователях реактивной мощности синусоидальных сигналов. Способ включает измерение мгновенных значений напряжения и тока, их перемножение, выделение переменной части произведения и усреднение этого произведения в интервале времени, ограниченном с одной стороны переходом через ноль одного сигнала, например тока (напряжения), а с другой стороны-переходом через ноль другого сигнала напряжения (тока). Такой выбор интервала усреднения значительно упрощает способ и повышает точность измерения реактивной энергии, поскольку исключает операции, связанные с определением периода измеряемых сигналов. В устройстве, реализующем способ, интервал усреднения формирует блок 7 управления ключом 5, который содержит два формирователя 8,9 и логический блок 10. Формирователи 8, 9 формируют на своих выходах высокие уровни тогда, когда входные сигналы положительны, а логический блок 10 замыкает ключ 5 тогда, когда оба сигнала на его входе высокие. Таким образом выбирается интервал усреднения. Изобретение дает возможность производить измерения реактивной мощности в широком диапазоне частот в однофазных сетях, а также в трехфазных при симметричной и несимметричной системе напряжений и токов. При этом асимметрия трехфазной системы и изменение частоты сети не вносят погрешности в процессе измерений. 2 с. и. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

сети.

Выходной сигнал фильтра 2 нижних частот инвертируется инвертором 3 и подается на второй вход сумматора А, на первый вход которого поступает сигнал, пропорциональный мгновенной мощности с выхода множительного блока 1. На выходе сумматора 4 сигнал пропорционален переменной составляющей

-™cos ( +Ц) мгновенной мощности. Одновременно с подачей сигналов, пропорциональных мгновенным значениям тока и напряжения, начинают работать формирователи 8 и 9 блока 7 управления ключом, которые из положительных полуволн входных сигналов формируют прямоугольные импульсы высокого потенциала (фиг. I д,е). Фронты выходных сигналов формирователей 9 и 8 анализирует логический блок 10. Последний на выходе формирует прямоугольный си; нал высокого потенциала (фиг. 1ж) на соответствующих интервалах времени, например (t+ - t), в течение которых ключ 5 пропускает сигнал, пропорциональный переменной составляющей

-J cos (2Qt +u) произведения мгновенных значений тока и напряжения в контролируемой сети с выхода сумматора 4 на вход фильтра 6 нижних частот (заштрихованные отрезки косинусоиды, фиг. 1 в).

Выходной сигнал фильтра 6 нижних частот (фиг. 1г) пропорционален значению реактивной мощности. Указанный сигнал подается на вторую выходную шину. На первую выходную шину устройства поступает сигнал с выхода фильт

5

Q

5

0

5

Составитель С. Хромов Редактор А. Маковская Техред М.Ходанич Корректор Т. Палий

Заказ 1320

Тираж 541

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул, Гагарина,101

вход второго формирователя соединен с вторым входом блока управления ключом, выходы формирователей соединены с соответствующими входами логического блока, выход.которого соединен с выходом блока управления ключом.

Уаг. Г

Подписное